(57)【要約】【課題】  燃料電池のガス流路に存在する水の凍結を防止するに際して構成を簡略化することができる。【解決手段】  燃料電池搭載車両１０のに搭載された燃料電池は、アノードとカソードとにより挟み込まれた電解質膜を有する。水素ボンベ２２には、燃料ガス補給施設で予め凍結防止剤が添加された水素ガスが貯蔵されている。この凍結防止剤は、水にとけ込んで水の凝固点を降下し電解質膜を透過する性質を有するメタノールである。燃料電池搭載車両１０が起動すると、ＰＣＵ３０は、水素ガス及び圧縮空気を燃料ガス流路４７及び酸化ガス流路４８にそれぞれ流通させ発電させる。このとき、燃料ガス流路４７には所定量の凍結防止剤も流通し、燃料ガス流路４７に存在する水に凍結防止剤がとけ込む。そして、水にとけ込んだ凍結防止剤が電解質膜を透過してアノード側からカソード側に移動し酸化ガス流路４８に拡散する。これらの水は凝固点が降下しているため凍結しない。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池のガス流路を流通し該燃料電池の発電の電気化学反応に用いられる燃料電池用ガスであって、
前記ガス流路に存在する水の凍結を防止する凍結防止剤が添加されている、
燃料電池用ガス。
【請求項２】
前記凍結防止剤は、アルコール及びグリコールから選ばれる１種以上である、請求項１に記載の燃料電池用ガス。
【請求項３】
前記凍結防止剤は、アノードとカソードとにより挟み込まれた電解質膜を有する燃料電池の該電解質膜を透過する、請求項１又は２に記載の燃料電池用ガス。
【請求項４】
燃料電池用ガスは、前記燃料電池の電気化学反応に用いられる水素ガスである、請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池用ガス。
【請求項５】
酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、
前記燃料電池に設けられた酸化ガス流路に酸化ガスを流通させる酸化ガス供給手段と、
前記燃料電池に設けられた燃料ガス流路に燃料ガスを流通させる燃料ガス供給手段と、
を備え、
前記酸化ガス流路を流通する酸化ガス及び前記燃料ガス流路を流通する燃料ガスの少なくとも一方には該ガス流路に存在する水の凍結を防止する凍結防止剤が添加されている、
燃料電池システム。
【請求項６】
前記凍結防止剤は、アルコール及びグリコールから選ばれる１種以上である、請求項５に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記燃料電池は、燃料ガスが供給されるアノードと酸化ガスが供給されるカソードとにより挟み込まれた電解質膜を有し、
前記凍結防止剤は、前記電解質膜を透過する、請求項５又は６に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記燃料ガスは水素ガスであり、該水素ガスには前記凍結防止剤が添加されている、
請求項５〜７のいずれかに記載の燃料電池システム。
【請求項９】
請求項８に記載の燃料電池システムであって、
前記燃料ガス流路に接続され前記燃料ガスを貯蔵する燃料ガス貯蔵手段、
を備えた燃料電池システム。
【請求項１０】
燃料電池の燃料ガス流路を流通し該燃料電池の発電の電気化学反応に用いられる燃料ガスを補給する燃料ガス補給施設であって、
前記燃料電池及び前記燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵する貯蔵容器の少なくとも一方へ前記燃料ガス流路に存在する水の凍結を防止する凍結防止剤が添加された燃料ガスを補給する、
燃料ガス補給施設。
【請求項１１】
請求項５〜９のいずれかに記載の燃料電池システムを搭載した車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用ガス、燃料電池システム、それを搭載した車両及び燃料ガス補給施設に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池システムとしては、燃料電池の温度を測定する温度検出器と燃料電池を加熱するヒータとを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載されたシステムは、燃料電池の温度が予め定められた凍結温度以下のときに蓄電池からの電力を使用してヒータで燃料電池を加熱し、燃料電池の発電の電気化学反応に用いられるガスが流通するガス流路に存在する水の凍結を防止する。
【特許文献１】特開昭６３−９１９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この特許文献１に記載された燃料電池システムでは、ガス流路に存在する水の凍結を防止するためには、温度検出器やヒータやヒータを制御するコントローラなどが必要であるため、燃料電池システムを構成する部品などが多くなることがあった。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、燃料電池のガス流路に存在する水の凍結を防止するに際して構成を簡略化することができる燃料電池システムを提供することを目的の一つとする。また、そのような燃料電池システムに用いられる燃料電池用ガス及び燃料ガス補給施設を提供することを目的の一つとする。更に、そのような燃料電池システムを搭載した車両を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の燃料電池システムは、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の燃料電池用ガスは、
燃料電池のガス流路を流通し該燃料電池の発電の電気化学反応に用いられる燃料電池用ガスであって、
前記ガス流路に存在する水の凍結を防止する凍結防止剤が添加されているものである。
【０００７】
この燃料電池用ガスは、水の凍結を防止する凍結防止剤が添加され燃料電池のガス流路を流通する。そして、ガス流路に存在する水に凍結防止剤が混入して水の凝固点が降下し、この水は低温になっても凍結しない。このように、燃料電池のガス流路に存在する水の凍結を凍結防止剤により防止可能でありヒータなどの構成を必要としないため、燃料電池システムの構成を簡略化することができる。
【０００８】
本発明の燃料電池用ガスにおいて、前記凍結防止剤は、アルコール及びグリコールから選ばれる１種以上であってもよい。こうすれば、アルコールやグリコールにより水の凝固点を降下させて比較的容易に水の凍結を防止することができる。ここで、アルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール及びイソプロパノールから選択される１種又は２種以上が挙げられ、グリコールとしては、例えばエチレングリコールなどが挙げられる。
【０００９】
本発明の燃料電池用ガスにおいて、前記凍結防止剤は、アノードとカソードとにより挟み込まれた電解質膜を有する燃料電池の該電解質膜を透過してもよい。こうすれば、燃料電池の電解質膜を透過してアノード側からカソード側に又はカソード側からアノード側に凍結防止剤が透過するため、アノード側又はカソード側の一方の燃料電池用ガスに凍結防止剤を添加すれば水の凍結を防止することができる。
【００１０】
本発明の燃料電池用ガスは、前記燃料電池の電気化学反応に用いられる水素ガスでもよい。水素ガスは、燃料電池の燃料ガスとして用いられることが多いため、本発明を適用する意義が高い。
【００１１】
本発明の燃料電池システムは、
酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、
前記燃料電池に設けられた酸化ガス流路に酸化ガスを流通させる酸化ガス供給手段と、
前記燃料電池に設けられた燃料ガス流路に燃料ガスを流通させる燃料ガス供給手段と、
を備え、
前記酸化ガス流路を流通する酸化ガス及び前記燃料ガス流路を流通する燃料ガスの少なくとも一方には該ガス流路に存在する水の凍結を防止する凍結防止剤が添加されているものである。
【００１２】
この燃料電池システムでは、酸化ガス及び燃料ガスの少なくとも一方には水の凍結を防止する凍結防止剤が添加されており、この酸化ガスと燃料ガスとを用いて発電する。そして、酸化ガス流路や燃料ガス流路に存在する水に凍結防止剤が混入して水の凝固点が降下し、この水は低温になっても凍結しない。このように、燃料電池の酸化ガス流路や燃料ガス流路に存在する水の凍結を凍結防止剤により防止可能でありヒータなどの構成を必要としないため、構成を簡略化することができる。
【００１３】
本発明の燃料電池システムにおいて、前記凍結防止剤は、アルコール及びグリコールから選ばれる１種以上でもよい。こうすれば、アルコールやグリコールにより水の凝固点を降下させ比較的容易に水の凍結を防止することができる。
【００１４】
本発明の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池は、燃料ガスが供給されるアノードと酸化ガスが供給されるカソードとにより挟み込まれた電解質膜を有し、前記凍結防止剤は、前記電解質膜を透過してもよい。こうすれば、燃料電池の電解質膜を透過してアノード側からカソード側に又はカソード側からアノード側に凍結防止剤が透過するため、アノード側又はカソード側の一方の燃料電池用ガスに凍結防止剤を添加すれば燃料ガス流路及び酸化ガス流路に存在する水の凍結を防止することができる。
【００１５】
本発明の燃料電池システムにおいて、前記燃料ガスは水素ガスであり、該水素ガスには前記凍結防止剤が添加されてもよい。水素ガスは、燃料電池の燃料ガスとして用いられることが多いため、本発明を適用する意義が高い。このとき、本発明の燃料電池システムは、前記燃料ガス流路に接続され前記燃料ガスを貯蔵する燃料ガス貯蔵手段、を備えてもよい。こうすれば、燃料ガスに凍結防止剤を予め添加して貯蔵可能であるため、あとから凍結防止剤を添加する手間がかからない。
【００１６】
本発明の燃料ガス補給施設は、
燃料電池の燃料ガス流路を流通し該燃料電池の発電の電気化学反応に用いられる燃料ガスを補給する燃料ガス補給施設であって、
前記燃料電池及び前記燃料電池に供給する燃料ガスを貯蔵する貯蔵容器の少なくとも一方へ前記燃料ガス流路に存在する水の凍結を防止する凍結防止剤が添加された燃料ガスを補給するものである。
【００１７】
この燃料ガス補給施設は、燃料電池や燃料ガスを貯蔵する貯蔵容器に凍結防止剤が添加された燃料ガスを補給する。したがって、燃料ガスを補給したあとに凍結防止剤を添加する必要がない。なお、補給する燃料ガスは、上述したものを利用してもよい。また、補給先の燃料電池は、上述した燃料電池システムとしてもよい。
【００１８】
本発明の車両は、上述した種々の態様のいずれかの燃料電池システムを搭載したものである。本発明の燃料電池システムは、燃料電池のガス流路に存在する水の凍結を防止するに際して構成を簡略化することができるから、これを搭載した車両も同様の効果を奏するものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００２０】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は燃料電池搭載車両１０のブロック図であり、図２は燃料電池２１の説明図である。燃料電池搭載車両１０は燃料電池システム１２を搭載した車両であり、図１に示すように、燃料ガスとしての水素と酸化ガスとしての空気中の酸素との電気化学反応により発電する燃料電池２１が複数積層された燃料電池スタック２０と、電力を蓄電又は放電可能な蓄電装置３４と、電力により駆動輪１８，１８，…を駆動させる駆動用モータ３５，３５と、システム全体をコントロールするパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）３０とを備える。
【００２１】
燃料電池スタック２０は、固体高分子電解質型の単セルである燃料電池２１を複数積層したスタック構造を有し、高電圧電源（数百Ｖ）として機能する。図２に単セルである燃料電池２１の概略構成を示す。この燃料電池２１は、電解質膜４２をアノード４３及びカソード４４とで挟み込んだ膜電極接合体（ＭＥＡ）４５を一対のセパレータ４６，４６で挟み込むことにより構成されている。電解質膜４２は、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示すスルホン酸基を有するフッ素樹脂系イオン交換膜（例えばパーフルオロカーボンスルホン酸膜など）である。アノード４３及びカソード４４は、いずれも、白金又は白金と他の金属からなる合金を担持した触媒電極４３ａ，４４ａと炭素繊維からなるカーボンクロスにより形成されたガス拡散電極４３ｂ、４４ｂとにより構成されている。このＭＥＡ４５は、アノード４３と電解質膜４２とカソード４４とが熱圧着されて一体化されたものである。セパレータ４６，４６は、アノード４３又はカソード４４との間に燃料ガス流路４７、酸化ガス流路４８を形成している。この燃料電池２１は、水素ボンベ２２及び水素ポンプ２３からの水素ガスが燃料ガス流路４７を介してアノード４３に供給され、空気供給器２４（本発明の酸化ガス供給手段）から圧力が調節された圧縮空気が酸化ガス流路４８を介してカソード４４に供給され、所定の電気化学反応が進行することにより起電力が生じる。なお、反応しなかった余剰水素は水素ポンプ２３に送られ燃料ガスとして再利用される（図１参照）。
【００２２】
水素ボンベ２２は、燃料電池スタック２０へ供給する水素ガスが圧縮されて高圧な状態で蓄積されている容器である。この水素ボンベ２２に貯蔵された水素には、後述の燃料ガス補給施設５０で凍結防止剤が予め添加されている。水素ボンベ２２は、貯蔵された水素ガスの内圧により水素ガス及び添加された凍結防止剤を燃料電池スタック２０に供給するものである。燃料電池搭載車両１０には、水素ガスを補給するときに利用する水素補給口２２ａが設けられ、水素補給口２２ａから水素ボンベ２２に補給管２２ｂを介して高圧の水素ガスが補給される。この水素補給口２２ａには、逆止弁が配設されており、水素ボンベ２２に貯蔵された水素ガスが外部に流出しないようになっている。なお、この水素ボンベ２２が本発明の燃料ガス供給手段及び燃料ガス貯蔵手段に相当する。
【００２３】
ここで、本実施例では、凍結防止剤としてメタノールを用いている。メタノールは、燃料電池システム１２を構成する部材などに劣化などの悪影響を及ぼさず、水に溶けやすく水に溶け込むことによって水の凝固点を降下させ、低温時の凍結を防止する性質を有している。また、メタノールは、水に溶けて燃料電池２１の電解質膜４２（図２参照）を透過する性質を有している。メタノールの水素ガスへの添加量は、燃料電池スタック２０の燃料ガス流路４７及び酸化ガス流路４８に存在する水の量の概算値や燃料電池搭載車両１０を使用する地域の気温などに基づいて適宜決定する。ここで、水１ｋｇのモル凝固点降下度ΔＴ（℃）、水のモル凝固点降下定数Ｋｆ（１．８６）、凍結防止剤の分子量Ｍ（ｇ／
ｍｏｌ）とすると、次式（１）により凍結防止剤の質量ｍ（ｇ）を算出することができる。この凍結防止剤の質量ｍを概算値として例えば経験的に水素ガスへの凍結防止剤の添加量を定めることができる。なお、−ΔＴ（℃）が水の凍結を防止する温度に相当する。本
実施例では、電気化学反応により生成した水を−２０℃まで凍結防止する所定の添加量の凍結防止剤を水素ガスに対して添加している。
凍結防止剤の質量ｍ＝（ΔＴ／Ｋｆ）×Ｍ…式（１）
【００２４】
蓄電装置３４は、ニッケル水素蓄電池を複数個直列に接続した構造を有し高電圧電源（数百Ｖ）として機能する。この蓄電装置３４は、ＰＣＵ３０の制御によって、車両の始動時に駆動用モータ３５を駆動したり、加速時に駆動用モータ３５をアシストしたり、発熱機器類１４などに電力を供給したりする。また、この蓄電装置３４は、減速回生時に駆動用モータ３５から回生電力を回収したり、負荷に応じて燃料電池スタック２０によって充電されたりする。なお、この蓄電装置３４は、電気二重層コンデンサ（キャパシタ）などでもよい。
【００２５】
駆動用モータ３５，３５は、３相同期モータであり、燃料電池スタック２０の出力する直流電流がＰＣＵ３０によって３相交流に変換されて供給されて回転駆動力を発生する。この駆動用モータ３５によって発生した駆動力は、駆動軸１４，１４及びディファレンシャルギア１６，１６を介して最終的には、駆動輪１８，１８，…に出力され、燃料電池搭載車両１０を走行させる。
【００２６】
ＰＣＵ３０は、マイクロコンピュータを中心とした論理回路として構成されたコントローラ部３１と  燃料電池スタック２０や蓄電装置３４の高電圧直流電流と駆動用モータ３５の交流電流との変換を行うインバータ部３２とを備えている。このＰＣＵ３０のコントローラ部３１は、駆動用モータ３５の負荷や蓄電装置３４の蓄電量に応じて、燃料電池スタック２０で発生した電力を駆動用モータ３５や蓄電装置３４に供給したり、蓄電装置３４に蓄積された電力を駆動用モータ３５に供給したりする制御を行う。また、減速時や制動時等において、駆動用モータ３５から得られる回生電力を蓄電装置３４に供給する。
【００２７】
次に、本実施例の燃料電池搭載車両１０の燃料電池スタック２０の発電の動作について説明する。燃料電池搭載車両１０が起動すると、ＰＣＵ３０は、空気供給器２４を駆動させ、水素ボンベ２２に備えられたバルブ（図示せず）を開き水素ガス及び圧縮空気を燃料ガス流路４７及び酸化ガス流路４８にそれぞれ流通させ発電させる。燃料電池２１の内部では、アノード４３に供給された水素がプロトン化し、電解質膜４２を透過してカソード４４で圧縮空気に含まれる酸素と反応して水が生成する。カソード４４で生成した水の一部は、電解質膜４２を透過してアノード４３に移動する。このとき、燃料ガス流路４７には凍結防止剤も流通し、燃料ガス流路４７やアノード４３に存在する水に凍結防止剤が溶け込む。この凍結防止剤は、溶け込んだ水と共にアノード４３を介して電解質膜４２を透過してカソード４４に移動し、酸化ガス流路４８に拡散する。そして、燃料電池搭載車両１０が停止したあと外気が水の凍結するような低温（例えば−１０℃など）になったとしても、燃料ガス流路４７及び酸化ガス流路４８に存在する水には凍結防止剤が溶け込み凝固点が降下しているため、これらの水は凍結しない。
【００２８】
次に、燃料電池搭載車両１０に水素ガスを補給する燃料ガス補給施設５０について説明する。図３は、燃料ガス補給施設５０の説明図である。この燃料ガス補給施設５０は、燃料ガスである水素を貯蔵する水素貯蔵タンク５１と、水素に凍結防止剤を添加する凍結防止剤添加装置５２と、燃料電池搭載車両１０に水素を供給する水素補給装置５４とを備えている。
【００２９】
水素貯蔵タンク５１は、水素輸送車５６により輸送された水素を液化水素として貯蔵する大型タンクである。貯蔵される水素は、ガソリンや灯油などの炭化水素系燃料の改質により燃料ガス補給施設５０とは別の場所で製造されている。凍結防止剤添加装置５２は、水素貯蔵タンク５１に接続した水素パイプ５３を介して供給される水素を気化・調圧し、この水素ガスに凍結防止剤を気化させて添加する装置である。ここでは、上述したように凍結防止剤としてメタノールを用いている。水素ガス中への凍結防止剤の添加は、燃料電池搭載車両１０に水素を補給する際に行われる。この凍結防止剤は、凍結防止剤輸送車５７により輸送され凍結防止剤添加装置５２の図示しない容器に貯蔵されている。水素補給装置５４は、燃料電池搭載車両１０に水素を補給する装置である。この水素補給装置５４は、水素パイプ５３が接続されていて、凍結防止剤添加装置５２からの凍結防止剤入りの水素ガスが導入可能となっている。また、水素補給装置５４は、水素補給ノズル５４ａを備えていて、燃料電池搭載車両１０の水素補給口２２ａ（図１参照）に接続可能となっている。なお、この燃料ガス補給施設５０は、オフサイト（水素をその場所で製造しないもの）であるとしたが、オンサイトであるものでもよい。
【００３０】
次に、こうして構成された本実施例の燃料電池搭載車両１０の水素の補給の動作について説明する。水素の補給は、水素ボンベ２２の残量が少なくなったときなどに行われる。燃料ガス補給施設５０において燃料電池搭載車両１０の水素補給口２２ａに水素補給ノズル５４ａを接続して水素補給ノズル５４ａを開くと、水素補給装置５４から水素ガスが燃料電池搭載車両１０に補給される。このとき、凍結防止剤添加装置５２は、気化した凍結防止剤を水素パイプ５３を流通する水素ガス量に対して所定の添加量となるように添加する。こうして、所定の添加量の凍結防止剤を添加した水素ガスが燃料電池搭載車両１０の水素ボンベ２２に補給される。
【００３１】
以上詳述した実施例によれば、燃料ガスとしての水素ガスには水の凍結を防止する凍結防止剤が添加されており、この水素ガスと圧縮空気とを用いて発電する。そして、燃料ガス流路４７及び酸化ガス流路４８に存在する水に凍結防止剤が混入して水の凝固点が降下するため、この水は低温になっても凍結しない。このように、燃料電池システム１２の燃料ガス流路４７や酸化ガス流路４８に存在する水の凍結を凍結防止剤（メタノール）により防止可能でありヒータなどの構成を必要としないため、構成を簡略化することができる。また、凍結防止剤は、メタノールであるため、水の凝固点を降下させ比較的容易に水の凍結を防止することができる。更に、燃料電池２１は、水素ガスが供給されるアノード４３と圧縮空気が供給されるカソード４４とにより挟み込まれた電解質膜４２を有し、凍結防止剤であるメタノールは、電解質膜４２を透過し、燃料電池２１の電解質膜４２を透過してアノード４３側からカソード４４側に移動するため、アノード４３側の水素ガスに凍結防止剤を添加すればカソード４４側の水の凍結をも防止することができる。
【００３２】
また、水素ガスは、燃料電池の燃料ガスとして用いられることが多いため、本発明を適用する意義が高い。そして、水素ガスを貯蔵する水素ボンベ２２を備えていることから、水素ガスに凍結防止剤を予め添加して貯蔵可能であるため、あとから凍結防止剤を添加する手間がかからない。そしてまた、燃料ガス補給施設５０は、凍結防止剤が添加された水素ガスを燃料電池搭載車両１０に補給するため、燃料電池搭載車両１０に水素ガスを補給したあとに凍結防止剤を添加する必要がない。
【００３３】
更に、所定の電気化学反応によって生成した水が燃料電池スタック２０の内部で凍結することがないから、低温時の水の凍結による燃料電池システム１２の損傷や性能劣化を回避することができる。
【００３４】
なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００３５】
例えば、上述した実施例では、燃料ガスとしての水素ガスに凍結防止剤を添加するとしたが、酸化ガスに凍結防止剤を添加してもよい。具体的には、酸化ガス流路４８のうち空気供給器２４の下流に凍結防止剤を気化する気化器を設け、この気化器により水の凍結を防止する所定の添加量の凍結防止剤を酸化ガスに対して添加するようにしてもよい。あるいは、酸化ガスとしての酸素を貯蔵する酸素ボンベを備え、酸素ボンベに貯蔵した酸素に所定の添加量となる凍結防止剤を添加してもよい。こうしても、酸化ガス流路４８や燃料ガス流路４７に存在する水の凍結を凍結防止剤により防止することができる。また、上述した実施例では、予め凍結防止剤が添加された水素ガスを水素ボンベ２２に貯蔵して燃料電池スタック２０に供給するとしたが、水素ボンベ２２の下流に凍結防止剤を気化する気化器を設け、この気化器により凍結防止剤が所定の添加量となるように燃料電池スタック２０に供給してもよい。こうしても、酸化ガス流路４８や燃料ガス流路４７に存在する水の凍結を凍結防止剤により防止することができる。
【００３６】
また、上述した実施例では、凍結防止剤は、メタノールであるとしたが、その他のアルコール（例えばエタノール、ｎ−プロパノール及びイソプロパノールなど）であってもよいし、グリコール（例えばエチレングリコールなど）であってもよいし、これらから選ばれた２以上を併用してもよい。また、燃料電池システム１２を構成する部材などに劣化などの悪影響を及ぼさず、水に溶けやすく水に溶け込むことによって水の凝固点を降下させるものであれば特に限定されずに用いることができる。
【００３７】
更に、上述した実施例では、凍結防止剤は、電解質膜４２を透過可能なものとしたが、電解質膜４２を透過できないものであってもよい。このとき、燃料ガス及び酸化ガスのそれぞれに凍結防止剤を添加してもよい。こうすれば、酸化ガス流路４８や燃料ガス流路４７に存在する水の凍結を凍結防止剤により防止することができる。
【００３８】
更にまた、上述した実施例では、電解質膜４２は、スルホン酸基を有するフッ素樹脂系イオン交換膜としたが、凍結防止剤であるメタノールを透過できるものであればよく、例えばスルホン酸基を有する高分子イオン交換膜（スルホン化ポリイミド膜など）であってもよい。こうしても、燃料電池２１の電解質膜４２を透過してアノード４３側からカソード４４側に凍結防止剤が移動するため、アノード４３側の水素ガスに凍結防止剤を添加すればカソード４４側の水の凍結をも防止することができる。
【００３９】
そして、上述した実施例では、燃料電池システム１２を燃料電池搭載車両１０（自動車）に適用したが、特にこれに限定されず、列車、船舶及び航空機などに適用してもよいし、住宅や発電所などの発電システムなどに適用してもよい。
【００４０】
そしてまた、上述した実施例では、燃料電池搭載車両１０に凍結防止剤入りの水素ガスを補給する燃料ガス補給施設５０としたが、例えば、水素貯蔵タンクを車両、船舶又は航空機などに搭載して移動可能とし凍結防止剤入りの水素ガスを補給する移動式水素ガス補給施設や、別の水素貯蔵設備又は水素生成設備（例えば改質器など）から住宅などに設置された燃料電池にパイプを介して直接凍結防止剤入りの水素ガスを補給する水素ガス補給基地などとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施例の燃料電池搭載車両１０の構成の概略を示すブロック図である。
【図２】本実施例の燃料電池２１の構成の概略の説明図である。
【図３】本実施例の燃料ガス補給施設５０の説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  燃料電池搭載車両、１２  燃料電池システム、１４  駆動軸、１６  ディファレンシャルギア、１８  駆動輪、２０  燃料電池スタック、２１  燃料電池、２２  水素ボンベ、２２ａ  水素補給口、２２ｂ  補給管、２３  水素ポンプ、２４  空気供給器、２６ａ  空気供給管、２７  熱交換器、３０  ＰＣＵ、３１コントローラ部、３２インバータ部、３４  蓄電装置、３５  駆動用モータ、４２  電解質膜、４３  アノード、４３ａ  触媒電極、４３ｂ  ガス拡散電極、４４  カソード、４４ａ  触媒電極、４４ｂ  ガス拡散電極、４５  ＭＥＡ、４６  セパレータ、４７  燃料ガス流路、４８  酸化ガス流路、５０  燃料ガス補給施設、５１  水素貯蔵タンク、５２  凍結防止剤添加装置、５３  水素パイプ、５４  水素補給装置、５４ａ  水素補給ノズル、５６  水素輸送車、５７  凍結防止剤輸送車。
【図１】
2006012454.tif 000003
【図２】
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【図３】
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